[發(fā)明專利]一種高速光學(xué)延遲線芯片、裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010063075.X
• 申請(qǐng)日: 2020-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN111158086A
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫笑晨;馮寧寧;劉飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州洛微科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B6/28
• 分類號(hào): G02B6/28;G02B6/293;G02B6/32
• 代理公司: 杭州裕陽聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

本發(fā)明公開了一種高速光學(xué)延遲線芯片及裝置，高速光學(xué)延遲線芯片包括：通道選擇模塊、探測(cè)器模塊、環(huán)形波導(dǎo)模塊及閉環(huán)反射波導(dǎo)模塊；通道選擇模塊包括N級(jí)熱光開關(guān)，其中：第一級(jí)至第N?1級(jí)熱光開關(guān)為MZ?MMI熱光開關(guān)，第N級(jí)熱光開關(guān)為1×2MMI熱光開關(guān)；高速光學(xué)延遲線裝置包括：如上所述的高速光學(xué)延遲線芯片、外殼、光纖、光纖插座、透鏡、襯底及供電模塊，其中：光纖插座設(shè)置于外殼外側(cè)，光纖與所述光纖插座連接，所述透鏡設(shè)置于所述光纖插座與外殼之間，襯底設(shè)置于外殼內(nèi)部，所述高速光學(xué)延遲線芯片設(shè)置于所述襯底上，與設(shè)置于外殼內(nèi)部的供電模塊連接。本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)小型化、重量輕、掃描速度快的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)延遲線領(lǐng)域，尤其涉及一種高速光學(xué)延遲線芯片及裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)延遲線是一種改變光程或者相位的光學(xué)裝置，在利用光干涉原理工作的設(shè)備或者測(cè)量儀器中都需要使用光學(xué)延遲線來改變光程或相位，以使得發(fā)生干涉的二臂光程符合光干涉的原理。近年來出現(xiàn)的光學(xué)干涉技術(shù)大多會(huì)用到寬帶干涉原理，大致分為2類，一類是部分相干干涉技術(shù)(PCI)，另一類是采用弱相干反射測(cè)量技術(shù)(LCR)。

例如，《用于測(cè)量眼內(nèi)距離的衍射光學(xué)元件的干涉布置》，公開號(hào)為US5673096A，公開日為1997年9月30日，該技術(shù)方案公開了一種光學(xué)延遲線裝置，通過移動(dòng)直角棱鏡實(shí)現(xiàn)光程的變化，當(dāng)直角棱鏡移動(dòng)過程中，光經(jīng)過棱鏡直角反射后光程會(huì)發(fā)生改變，當(dāng)通過棱鏡一路的光程差等于通過被測(cè)物的光程差相等時(shí)會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，然后通過直角透鏡的移動(dòng)距離測(cè)試出被測(cè)物體的深度。

專利公開號(hào)為US20090268209A的技術(shù)方案公開了一種光學(xué)延遲線裝置，通過旋轉(zhuǎn)4方棱鏡掃描，掃描范圍40mm，可以通過增加棱鏡的邊長獲取更大的掃描范圍。

這類技術(shù)方案存在以下缺陷：

1.US5673096A公開的光學(xué)延遲線裝置為傳統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)式的光學(xué)延遲線，內(nèi)部需要多種精密運(yùn)動(dòng)部件，包括線性電機(jī)或者伺服電機(jī)、光學(xué)棱鏡、導(dǎo)軌、光學(xué)棱鏡固定夾具等，其需要極高的空間位置精度要求，調(diào)試時(shí)間長且成本較高；同時(shí)驅(qū)動(dòng)棱鏡位移的電機(jī)存在啟動(dòng)/停止的時(shí)間，線性度和重復(fù)度較差，測(cè)量速度慢，掃描速度存在極限，而且體積較大；

2.US20090268209A公開的光學(xué)延遲裝置通過旋轉(zhuǎn)4方棱鏡的方式可以克服線性電機(jī)的非連續(xù)性掃描問題，但是缺點(diǎn)是棱鏡的旋轉(zhuǎn)會(huì)導(dǎo)致延遲長度的非線性關(guān)系，需要復(fù)雜的標(biāo)定手段，存在重復(fù)度差、體積大等缺點(diǎn)。

上述內(nèi)容僅用于輔助理解本申請(qǐng)的技術(shù)方案，并不代表承認(rèn)上述內(nèi)容是現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明主要解決現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)延遲線裝置體積大、掃描速度慢的問題，提供一種高速光學(xué)延遲線芯片及裝置，本發(fā)明具有實(shí)現(xiàn)小型化、重量輕、掃描速度快的優(yōu)點(diǎn)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種高速光學(xué)延遲線芯片，包括：

通道選擇模塊、探測(cè)器模塊、環(huán)形波導(dǎo)模塊及閉環(huán)反射波導(dǎo)模塊；

通道選擇模塊包括N級(jí)熱光開關(guān)，其中：第一級(jí)至第N-1級(jí)熱光開關(guān)為MZ-MMI熱光開關(guān)，第N級(jí)熱光開關(guān)為1×2MMI熱光開關(guān)；第一級(jí)熱光開關(guān)的輸入端為耦合到芯片平面波導(dǎo)的外接光纖激光器光源，第一級(jí)熱光開關(guān)的第一輸出端連接探測(cè)器模塊，第一級(jí)熱光開關(guān)的第二輸出端連接第二級(jí)熱光開關(guān)的輸入端，第二級(jí)至第N-1級(jí)熱光開關(guān)的第一輸出端均經(jīng)過環(huán)形波導(dǎo)模塊與下一級(jí)熱光開關(guān)的輸入端連接，第二級(jí)至第N-1級(jí)熱光開關(guān)的第二輸出端均直接與下一級(jí)熱光開關(guān)的輸入端連接，第N級(jí)熱光開關(guān)的第一輸出端經(jīng)過環(huán)形波導(dǎo)模塊與閉環(huán)反射波導(dǎo)模塊連接，第N級(jí)熱光開關(guān)的第二輸出端直接與閉環(huán)反射波導(dǎo)模塊連接。